超导是一种罕见的物理状态，其中物质能够没有任何阻力的进行电子传导。超导现象只存在某些特定的材料中，并且只能在低温和高压力的条件下才能实现。Carnegie’s Elissaios Stavrou、Xiao-Jia Chen和Alexander Goncharov等人的最新研究致力于铁砷化合物超导性背后的结构变化。

虽然超导有很多实际的应用，如电子产品（包括科研仪器设备），医学工程（核磁共振成像仪），以及未来潜在的应用，包括高性能功率传输和存储，高速的火车运输等，但是超导材料制造上的难度阻止了其潜力的充分发挥。因此，任何超导能力的新发现都是科学家和工程师非常感兴趣的。

铁砷化物是最近才发现的超导体。这种特定材料超导性的本质仍然是现代固体物理的一个挑战。如果在这些材料中超导、结构和磁性之间的复杂联系被解锁，铁砷化就有可能在比以前高得多的温度下表现出超导性，这将极大地提高实际应用的简单性。

众所周知当铁砷化物结合了金属（如这里研究的含钠NaFe2As2化合物），化合物将结晶成四面体结构。但是到现在为止，包含原子位置的详细结构和他们在压力下是如何改变的都尚未确定。

这种结构中砷和铁（As-Fe-As）的分层被认为是化合物超导性的关键。然而，在压力下，这种结构会部分地扭曲成所谓的坍塌四方点阵，使材料不再具有超导性，或超导能力降低。

研究小组通过实验证据和压力下的建模证明，之前的这些理论性结构变化（从四方到坍塌的四方） 是在原子水平上的。这只是确定结构和超导之间确切联系的第一步，而明确了结构和超导之间确切联系就有可能实现更高温度的超导。

他们发现，在约40000倍正常大气压（4千兆帕）下，NaFe2As2呈现塌陷四方结构。这就改变了砷-铁-砷层间的角度，这与超导性的损失一致。此外，他们还发现，这种转变伴随着发生在层间砷-砷键形成期间结合协调性的重大变化。这个新的协调的直接后果是，该系统失去其两维性，而变成了超导性。

Goncharov 说：“我们的研究是明确含铁化合物的结构和超导性之间虚拟连接的重要一步，了解超导的原子级上的损失可以使我们更容易的制造出这些化合物来实际应用，并且推进我们对凝聚态物理的理解”。

新材料在线编译整理——翻译：王晶晶   校正：摩天轮